Ученые создали модель для проектирования электроники будущего

Молекулярная модель «изогнутого димера» позволяет изучать полупроводники без дорогостоящего вакуума. Рассказываем, как синтетическая химия поможет ускорить разработку микросхем нового поколения.

Слева — схематический фрагмент поверхности полупроводника (германия), содержащий основную структурную единицу «изогнутого димера». Справа — соответствующая молекулярная модель.

Источник: Heidelberg University

Специалисты из Гейдельбергского университета разработали синтетическую молекулярную модель «изогнутого димера», которая позволяет изучать поверхности полупроводников без использования сложных установок сверхвысокого вакуума. Результаты работы профессора Лутца Греба из Института неорганической химии, опубликованные в журнале Nature Chemistry, открывают новые возможности для целенаправленной модификации микросхем и других электронных компонентов.

Полупроводники — это материалы с уникальной электропроводностью, которые лежат в основе всей современной электроники: от компьютеров до смартфонов. Если первые полупроводниковые приборы создавались на основе германия, то сегодня индустрия опирается преимущественно на кремний. Однако дальнейшая миниатюризация и повышение эффективности чипов требуют точной настройки их поверхностей на атомарном уровне. Ключевой структурной особенностью, определяющей свойства этих материалов, является так называемый «изогнутый димер».

До недавнего времени детальное изучение таких поверхностей было возможно только в условиях дорогостоящих экспериментов со сверхвысоким вакуумом. Новая разработка меняет этот подход.

Ученые из Гейдельберга придумали замену сложному оборудованию, создав молекулу-модель поверхности полупроводника для быстрого анализа свойств материала.

Источник: Freepik

Созданная учеными молекула-модель точно воспроизводит структуру «изогнутого димера» на поверхности твердого тела. Это позволяет применять к ней стандартные методы аналитической химии, такие как ЯМР-спектроскопия и рентгеновская дифракция монокристаллов, что значительно ускоряет получение данных о химических свойствах материала.

Профессор Лутц Греб подчеркивает, что результаты, полученные с помощью новой модели, помогут оптимизировать стратегии функционализации полупроводников. По его словам, работа имеет важное значение для полупроводниковых технологий будущего, поскольку она открывает путь к более быстрому и дешевому дизайну новых функциональных материалов для нужд микроэлектроники.

Ранее российские ученые «приучили» неуловимые спектры космической молекулы. Благодаря новым данным ученые смогут точнее определять состав далеких космических объектов, а инженеры — улучшить контроль качества при производстве полупроводников. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.